Question

10．判斷下列分子間能否形成氫鍵．
①HClO₄  ②H₂SO₄  ③H₃PO₄  ④HNO₃  ⑤H ₂Se  ⑥H₃PO₂  ⑦C₂H₅OH  ⑧CH₃COOH  ⑨H₂O₂⑩HBrO₃⑪NaOH．

Answer 1

分析 氫鍵結合的通式，可用X-H…Y表示．式中X和Y代表F，O，N等電負性大而原子半徑較小的非金屬原子．X和Y可以是兩種相同的元素，也可以是兩種不同的元素．

解答 解：①由于HClO ₄的結構圖所示，分子中含有OH鍵，所以分子中有幾乎裸露的質子存在，而分子中的每個O原子都有孤對電子存在，所以分子中的H和O都有形成氫鍵的能力．這四個鍵呈四面體地分布，而與H結合的O原子周圍的兩個共價鍵也不能直線排布，只能V形分布，這樣，H與周圍的O原子相距較遠，因此這個H就難以跟周圍的O原子形成分子內氫鍵．故HClO ₄形成的是分子間氫鍵．

②同理，可知H ₂SO ₄的分子結構如圖：四個氧原子位于四面體的四個頂角．所以H ₂SO ₄分子不能形成分子內氫鍵，只能形成分子間氫鍵．
③H ₃PO ₄的分子結構為：，故H ₃PO ₄分子也不能形成分子內氫鍵，只能形成分子間氫鍵．

④HNO ₃的分子結構如圖所示；由于三個O原子位于平面三角形的三個頂角上，OH鍵夾角約為一百零幾度，所以分子中的H與一個O原子相距較近，且在同一個平面內，因此可跟這個O形成較弱的分子內氫鍵．

⑤HSe鍵的氫不是幾乎裸露的質子，所以不能形成氫鍵．
⑥H ₃PO ₂分子的結構如圖所示：兩個O原子和PH鍵中的H原子位于三角錐形的三個頂角上，從結構圖可知：H ₃PO ₂分子中OH的H與另一個O相距較遠，所以不可能形成分子內氫鍵，故H ₃PO ₂分子間可形成氫鍵，與P結合的H不能形成氫鍵；
⑦C₂H₅OH分子含有OH鍵，分子內只有一個O原子，所以C₂H₅OH分子只能形成分子間氫鍵，不能形成分子內氫鍵；
⑧CH ₃COOH的結構如圖所示：兩個O原子和一個C原子位于平面三角形的三個頂角上，H原子與另一個O原子相距較遠，所以難以形成分子內氫鍵，而可形成分子間氫鍵．

⑨H₂O₂的結構如下圖所示（屬于書面展開形結構），每個H原子與另一個O原子相距較遠，所以分子內不可能形成氫鍵，只能形成分子間氫鍵．

⑩HBrO ₃分子的結構為，三個O原子位于三角錐形的三個頂角上，H原子與另外兩個O原子相距較遠，所以不可能形成分子內氫鍵，只能形成分子間氫鍵．
⑪NaOH是離子化合物，不存在分子，只存在陰、陽離子，所以不可能存在分子間氫鍵，所以分子間否形成氫鍵是：①②③④⑥⑦⑧⑨⑩，故答案為：①②③④⑥⑦⑧⑨⑩．

點評 本題考查氫鍵的形成條件，難度不大．要注意電負性大而原子半徑較小的非金屬原子與H原子結合才能形成氫鍵．